CN104015350B - 光学薄膜及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学薄膜及其制造方法，即使将薄层的光学薄膜卷绕成卷状，也可防止卷偏或卷松，并且可防止黑带故障或薄膜变形故障。将薄膜厚度目标值TM(x)mm设为下式，即， $TM\left(x\right)=-\frac{2R}{5W^2}{\left(x-\frac{w}{2}\right)}^2+T_S+\frac{R}{10},$ 沿薄膜宽度方向每隔0.5mm对所制成的薄膜进行测定，将对其测定值进行绘图而连成的函数设为T(x)mm，以使T(x)处于TM(x)的(100±0.8)％的方式而对厚度分布进行调整。

Description

光学薄膜及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种光学薄膜及其制造方法，特别是涉及一种用于偏光板的保护薄膜等的包含乙酸纤维素(cellulose acetate)或聚酯(polyester)等的光学薄膜及其制造方法。

背景技术

用于偏光板的保护薄膜等的光学薄膜是使用溶液制膜法或熔融制膜法来制造。

在溶液制膜法中，是借由如下方式来制造：将浓稠溶液(浓液(dope))浇铸于移动的环状(endless)支撑体上，在所述浓液干燥而产生自我支撑性之后，连续地剥下然后使其干燥。

对于以如上所述方式制成的带状薄膜，例如，如专利文献1所示，在侧端部(宽度方向的端部)赋予滚花(knurl)之后，卷绕成卷状，而作为薄膜卷加以保存、搬送。滚花是又被称为压纹(emboss)、压花(knurling)加工的微小的凹凸，既可防止卷偏或卷松，又可防止薄膜彼此密接(粘连(blocking))而引起的黑带故障。在此，黑带故障是指在卷绕的卷状内，膜层和膜层互相密接，结果膜互相黏住而显现成为透明状的外观的部份。如果产生黑带故障，那么在将薄膜彼此剥离时会产生折弯(knick)状的变形而无法获得均匀的偏光度，因此尤其在用作光学用途薄膜时会产生问题。

已成为薄膜卷的光学薄膜在下一个步骤中被倒卷开，在一侧的面上实施用于防眩处理等的涂布。然后，借由自已去除侧端部的部分(制品部)切取规定的形状，来制造偏光板保护薄膜等制品。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2003-167314号公报

发明内容

本发明欲解决的课题

然而，近年来，随着智能手机(smart phone)、平板电脑(tablet computer)的发展，薄层的光学薄膜的需求高涨起来。其原因在于，在移动设备中，为了确保电池容量，优选薄的光学薄膜。

现有的厚度(60μm左右)的光学薄膜是有韧性的，因此如专利文献1所示可借由滚花加工来防止黑带故障，然而薄层的光学薄膜则容易发生变形，因此会产生如下问题，即，不仅显现发黑带故障，而且显现由卷绕所引起的薄膜变形(凹陷、凹部)故障。再者，在由卷绕所引起的薄膜变形(凹陷、凹部)中存在龟纹凹陷及扭曲凹陷，龟纹凹陷是看起来为龟甲壳纹路的变形故障，扭曲凹陷是因扭曲而产生纵向褶皱的变形故障。

所述变形故障是由于在对薄膜进行卷绕时将空气卷入至卷绕辊内，随着时间经过空气(air)排出，所述部分发生屈曲而产生。

本发明是由于如上所述的情况而开发，目的在于提供一种光学薄膜及其制造方法，即使将薄层的光学薄膜卷绕成卷状，也可防止卷偏或卷松，并且可防止黑带故障或薄膜变形故障。

解决课题的手段

为了达成所述目的，本发明的一实施方式提供一种光学薄膜的制造方法，包括如下步骤：当将自薄膜宽度方向的左右端部算起进入3mm的部位的厚度的平均值设为Ts(mm)，将自薄膜宽度方向的一端算起的位置设为x(mm)，将薄膜宽度设为W(mm)，将在薄膜两端经滚花加工而成的滚花的高度设为R(mm)时，将作为它们的函数而表示的薄膜厚度目标值TM(x)(mm)设为下式，即，

沿薄膜宽度方向每隔0.5mm(0.5mm的间隔)对所制成的薄膜进行测定，将对其测定值进行绘图而连成的函数设为T(x)(mm)，以使T(x)处于TM(x)的(100±0.8)％的方式而对厚度分布进行调整。

而且，为了达成所述目的，本发明的另一实施方式提供一种光学薄膜，当将自薄膜宽度方向的左右端部算起进入3mm的部位的厚度的平均值设为Ts(mm)，将自薄膜宽度方向的一端算起的位置设为x(mm)，将薄膜宽度设为W(mm)，将在薄膜两端经滚花加工而成的滚花的高度设为R(mm)时，将作为它们的函数而表示的薄膜厚度目标值TM(x)(mm)设为下式，即，

沿薄膜宽度方向每隔0.5mm对所制成的薄膜进行测定，将对其测定值进行绘图而连成的函数设为T(x)(mm)，以使T(x)处于TM(x)的(100±0.8)％的范围内的方式，即，以使T(x)处于99.2％～100.8％的范围以内的方式而对厚度分布进行调整。

本申请发明人获知，为了根据宽度方向两端的滚花的厚度来填埋在薄膜中央部产生的卷绕辊内部的薄膜间的空隙，有效的是设为宽度方向中央部的厚度增大的中间厚度较厚的图案，中间厚度是设为以在基线厚度上增加滚花厚度的1/10的值所得的值作为顶点的向上凸出的曲线(抛物线)，借此防止所述薄膜变形(凹陷)故障。

并且，本申请发明人通过潜心研究发现，对光学薄膜的形状推导出由上式表示的向上凸出的形状即TM(x)，沿薄膜宽度方向每隔0.5mm对所制成的薄膜进行测定，将对其测定值进行绘图而连成的函数设为T(x)(mm)，以使T(x)处于TM(x)的(100±0.8)％的范围内的方式而对厚度分布进行调整，借此即使将薄层的光学薄膜卷绕成卷状，也可防止卷偏或卷松，并且可防止黑带故障或薄膜变形故障。

再者，在这里，自薄膜宽度方向的左右端部算起进入3mm的部位的厚度的平均值Ts(mm)、自薄膜宽度方向的一端算起的位置x(mm)、薄膜宽度W(mm)均为薄膜整体范围的数值。

在本实施方式中，光学薄膜的厚度优选的是10μm～40μm。

根据本实施方式，即使在将厚度为10μm～40μm的薄层的光学薄膜卷绕成卷状时，也可防止卷偏或卷松，并且可防止黑带故障或薄膜变形故障。

在本实施方式中，光学薄膜优选的是卷绕了3800m以上。

本实施方式中，即使卷绕了3800m以上，也可防止卷偏或卷松，并且可防止黑带故障或薄膜变形故障。

在本实施方式中，光学薄膜优选的是三乙酸纤维素(cellulose triacetate，TAC)薄膜。

发明的效果

根据本发明的光学薄膜及其制造方法，即使将薄层的光学薄膜卷绕成卷状，也可防止卷偏或卷松，并且可防止黑带故障或薄膜变形故障。

附图说明

图1是表示光学薄膜的生产线的整体构成的概念图。

图2是说明本发明的实施方式的TM(x)的关系式的图表。

图3是说明本发明的实施方式的光学薄膜及其制造方法的图表。

符号的说明

10：薄膜制造装置

12：混合槽

14：浓液

16：泵

18：过滤装置

20：浇铸模具

22：浇铸带

24：薄膜

26：延伸干燥部

28：辊干燥部

30：辊

32：滚花赋予装置

36：滚筒

38：切边装置

40：静电消除器

42：卷绕装置

44：卷芯

46：接触辊

48：边缘位置控制装置

50：活动传送辊

x：自薄膜宽度方向的一端算起的位置

TM(x)：薄膜厚度目标值函数

T(x)：沿薄膜宽度方向每隔0.5mm进行测定，并且将对其测定值进行绘图而连成的函数

Ts：自薄膜宽度方向的左右端部算起进入3mm的部位的厚度的平均值

R：在薄膜两端经滚花加工而成的滚花的高度

W：薄膜宽度

具体实施方式

以下根据附图，说明本发明的光学薄膜的优选实施方式。再者，本发明在借由熔融制膜法而制造的光学薄膜中也同样成立，但是以借由溶液制膜法而制造的光学薄膜为例进行说明。

图1是表示制造本发明的薄膜的薄膜制造装置10的整体构成的示意图。

如所述图1所示，在薄膜制造装置10中设置有混合槽(mixing tank)12，在所述混合槽12中储存有浓液14。浓液14在混合槽12中加以混合之后，借由泵16而送出至过滤装置18，并在所述过滤装置18中加以过滤。经过滤的浓液14自浇铸模具20的前端被挤出并浇铸于正在移动的浇铸带22上。浇铸带22是用不锈钢板等形成为环状，表面经镜面抛光加工(mirror finish)，被浇铸于所述浇铸带22上的浓液在形成自我支撑性之后被剥离。经剥离的薄膜24通过利用拉幅机(tenter)的延伸干燥部26及辊干燥部28而受到干燥。特别是在辊干燥部28中，一边经由辊30、辊30、......搬送薄膜24，一边对薄膜24喷附干燥空气，由此使薄膜24充分干燥。如此经干燥的薄膜24在辊干燥部28的最终阶段被活动传送辊50引导之后，借由边缘位置控制(edge position control)装置48而调整宽度方向的位置。

经位置调整的薄膜24由滚花赋予装置32的一对滚筒(roller)36、36进行夹压。一对滚筒36、36中的一个为刻印滚筒，另一个为平面滚筒(flat roller)，二者例如以100μm的间隔进行配置。所述一对滚筒36、36在规定的处理条件(例如压力为0.1MPa～1.0MPa，处理温度为100℃～300℃)下对薄膜24的两侧端部进行夹压。由此，使薄膜24的两侧端部塑性变形，而形成滚花部。滚花部仅设置于薄膜24的一个面上，另一个面形成为平面。在后续步骤中进行涂布时，在所述平面上实施涂布。

滚花部为了充分获得本来的效果(卷偏或黑带故障的抑制效果等)，可设为如以下所述的形状。例如，滚花高度优选设为0.5μm～5.0μm左右。所谓滚花高度，是指自滚花部实际厚度减去最接近其的未附予滚花的部分的薄膜厚度所得的值。

此外，滚花部优选的是形成于与薄膜24的宽度方向的边缘相距20mm以内的范围内，滚花部的宽度优选设为5mm～15mm。借由将滚花部设置于如上所述的范围内，可充分获得滚花效果，并且可获得较大的薄膜24的制品部的面积。

再者，在滚花赋予装置32中，压力或处理温度等处理条件只要根据薄膜原材料、线速度、薄膜厚度等而适当选定合适的条件即可。

经滚花赋予装置32赋予滚花部的薄膜24借由切边装置38而受到切边加工。所述切边装置38例如借由带刃滚筒而切掉薄膜24的宽度方向的边缘，从而使薄膜24的宽度尺寸高精度地一致。所述切边装置38构成为借由使刃形状等切割条件最佳化，而尽可能地抑制切割面的毛边(burr)。再者，为了防止切割面的毛边，也可以使用利用激光或超声波的切割装置作为切边装置38。

经切边加工的薄膜24借由静电消除器40而去除薄膜24上所带的电之后，呈卷状卷绕于卷绕装置42的卷芯44上。卷绕时，借由利用接触辊(contact roll)46对薄膜24进行按压，来防止带入空气，并且改善薄膜24的卷绕姿势。卷绕装置42的卷芯44优选的是在宽度方向上有规则地进行往复运动，由此，在薄膜卷的端面上形成同心圆状的有规则的凹凸，从而可使滚花部的厚度精度的不均变得均匀。再者，不使卷芯44在宽度方向上有规则地进行往复运动，而借由如下方式也可获得同样的效果：将边缘位置控制装置(未图示)设置于卷绕装置42的前段，使薄膜24的位置在宽度方向上有规则地变化而进行卷绕。

以如上方式获得的光学薄膜卷根据需要而被保存、搬送。接着，在接下来的步骤中被倒卷开，在薄膜的一面上实施用于防眩处理等的涂布。然后，将薄膜的制品部(已去除侧端部的部分)切割成规定的形状，从而制造偏光板保护薄膜等制品。

如上所述而制成的薄膜在开始制造时，沿薄膜宽度方向每隔0.5mm进行测定。并且，将对其测定值进行绘图而连成的函数设为T(x)(mm)。

并且，当将自薄膜宽度方向的左右端部算起进入3mm的部位的厚度的平均值设为Ts(m)，将自薄膜宽度方向的一端算起的位置设为x(mm)，将薄膜宽度设为W(mm)，将在薄膜两端经滚花加工而成的滚花的高度设为R(mm)时，将作为它们的函数而表示的薄膜厚度目标值TM(x)(mm)设为下式，即，

在这里，自薄膜宽度方向的左右端部算起进入3mm的部位的厚度的平均值Ts(mm)、自薄膜宽度方向的一端算起的位置x(mm)、薄膜宽度W(mm)均为薄膜整体的数值。

再者，上式是由于获知如下见解而确定的数式：为了根据宽度方向两端的滚花的厚度来填埋在薄膜中央部产生的卷绕辊内部的薄膜间的空隙，有效的是设为增加宽度方向中央部的厚度的中间厚厚度图案，如图2所示，中间厚度是设为以在基线厚度上增加滚花厚度的1/10的值所得的值作为顶点的向上凸出的曲线(抛物线)，借此防止所述薄膜变形(凹陷)故障。

并且，将由上式而获得的TM(x)的上下±0.8％的范围设为合格部分。

并且，对于对测定值进行绘图而连成的函数，判断T(x)(mm)是否处于合格部分。

对于未处于合格部分的部位，例如对浇铸模具20前端的宽度方向间隙进行调整，以使其处于TM(x)的(100±0.8)％的范围内。

图3是表示所述制造方法的一具体示例的图。

在图3的图表中，T(x)是在实际卷绕之后，沿薄膜宽度方向每隔0.5mm对薄膜测定厚度，将自薄膜宽度方向的一端算起的位置设为x(mm)，对其测定值进行绘图而连成的图表。

并且，在所述经测定的薄膜中，测量自薄膜宽度方向的左右端部算起进入3mm的部位的厚度的平均值Ts(mm)、薄膜宽度W(mm)、在薄膜两端经滚花加工而成的滚花的高度R(mm)，求出所述TM(x)的曲线(curve)而标注于图表上。

此外，标注TM(x)的曲线的上下各0.8％的上限及下限。

将TM(x)的曲线的上下各0.8％的上限及下限内范围设为合格部分。

以使T(x)处于合格部分的方式来进行调整，由此即使将薄层的光学薄膜卷绕成卷状，也可防止卷偏或卷松，并且可防止黑带故障或薄膜变形故障。

再者，通过潜心研究而推导出薄膜厚度目标值TM(x)的数式及如下见解，即，将TM(x)的(100±0.8)％的范围设为合格部分，只要T(x)处于合格部分即可。

以上，以借由溶液制膜法而制造的光学薄膜为例进行了说明，但在借由熔融制膜法而制造的光学薄膜中也同样成立。并且，图1的薄膜制造装置10包括延伸干燥部26，但例如在不进行延伸的光学薄膜中也同样成立。

再者，在本实施方式中，光学薄膜的厚度优选的是10μm～40μm。即使在将厚度为10μm～40μm的薄层的光学薄膜卷绕成卷状时，也可防止卷偏或卷松，并且可防止黑带故障或薄膜变形故障。

并且，在本实施方式中，光学薄膜优选的是卷绕了3800m以上。在3800m以上这样非常长的薄膜卷中，本实施方式也可防止卷偏或卷松，并且可防止黑带故障或薄膜变形故障。

[实施例]

将三乙酸纤维素利用二氯甲烷与甲醇的混合溶液加以溶解而作为浓液，将所述浓液浇铸于不锈钢带上而制成薄膜。在浓液中，除了主要原料的三乙酸纤维素以外，还混合有磷酸三苯酯、磷酸联苯基二苯酯这样的塑化剂、及紫外线(ultraviolet，UV)吸收剂、以及二氧化硅系的消光剂。

浇铸于不锈钢带上的薄膜经加热处理而充分干燥之后，实施宽度为10mm的滚花加工，将卷绕张力设为300N而卷绕3900m。薄膜宽度设为1340mm，厚度设为25μm。

在这里，针对三个标准制作卷绕长度为3900m的光学薄膜卷。第一个为以现有的薄膜厚度而制成的光学薄膜卷，第二个为T(x)处于TM(x)的(100±1.6)％的范围内的光学薄膜卷，第三个为T(x)处于TM(x)的(100±0.8)％的范围内的光学薄膜卷。再者，在这里，第一个的所谓“以现有的薄膜厚度而制成的光学薄膜卷”，是指厚度图案为向下凸出的形状(船底形状)，而且T(x)未处于TM(x)的(100±0.8)％的范围的合格部分的薄膜。

然后，以肉眼观察经卷绕的薄膜中有无卷偏、有无龟纹凹陷或扭曲凹陷、有无黑带故障、有无卷角变形。再者，在这里所谓“卷角变形”，是指经卷绕的卷的表面即卷绕表面不具有剖面为圆形的良好的曲率，而到处可见有棱角的变形部位。以下，揭示评估基准。

[卷偏的评估]

对卷绕辊的端面(侧面)的一致情况或错乱情况进行评估。

A：无宽度方向上的偏移而良好地被卷绕(偏移量3mm以内)。

B：可见宽度方向上的偏移(大于3mm且小于10mm)。

C：存在沿宽度方向大幅偏移的部位(偏移量10mm以上)。

[龟纹凹陷的评估]

A：在卷绕表面上未见龟纹凹陷变形。

B：在卷绕表面上可见微弱的龟纹凹陷变形。

C：在卷绕表面上可见大范围的强烈的龟纹凹陷变形。

[扭曲凹陷的评估]

A：在卷绕表面上未见扭歪(扭曲)、凹陷状变形。

B：在卷绕表面上可见微弱的扭歪(扭曲)凹陷状变形。

C：在卷绕表面上可见在整个宽度整个长度上大范围的强烈的扭歪凹陷状变形。

[黑带的评估]

A：未见黑带。

B：可见若干黑带。

C：在卷绕表面的大部分区域内产生了黑带。

[卷角的评估]

A：在卷绕表面上未见卷角变形。

B：在卷绕表面上可见微弱的卷角变形。

C：在卷绕表面上可见大范围的强烈的卷角变形。

将结果示于表1。再者，使用数字式线性量规(digital linear gauge)(ONO SOKKIDG-925，分辨率1μm)作为测定器。

[表1]

如由表1所知，T(x)经调整至TM(x)的(100±0.8)％的范围内的光学薄膜可防止卷偏或卷松，并且可防止黑带故障或薄膜变形故障。

Claims (5)

1.一种光学薄膜的制造方法，包含如下步骤：将浓液自浇铸模具的前端挤出并浇铸于正在移动的浇铸带上，所述浓液在形成自我支撑性之后将其自所述浇铸带剥离，将经剥离的薄膜进行干燥，将所述薄膜的两侧端部赋予滚花，将所述薄膜进行切边加工，所述光学薄膜的制造方法的特征在于，包括如下步骤：

当将自薄膜宽度方向的两端算起进入3mm的部位的厚度的平均值设为Ts mm，将自所述薄膜宽度方向的一端算起的位置设为x mm，将所述薄膜宽度设为W mm，将在所述薄膜两端经滚花加工而成的滚花的高度设为R mm时，将作为它们的函数而表示的薄膜厚度目标值TM(x)mm设为下式，即，

<mrow> <mi>T</mi> <mi>M</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mi>R</mi> </mrow> <mrow> <mn>5</mn> <msup> <mi>W</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <mfrac> <mi>w</mi> <mn>2</mn> </mfrac> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>+</mo> <mfrac> <mi>R</mi> <mn>10</mn> </mfrac> <mo>,</mo> </mrow>

沿所述薄膜宽度方向每隔0.5mm对所制成的薄膜进行测定，将对其测定值进行绘图而连成的函数设为T(x)mm，

以使T(x)处于TM(x)的(100±0.8)％的方式而对厚度分布进行调整。

2.根据权利要求1所述的光学薄膜的制造方法，其特征在于：所述光学薄膜的厚度为10μm～40μm。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的光学薄膜的制造方法，其特征在于：所述光学薄膜被卷绕3800m以上。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的光学薄膜的制造方法，其特征在于：所述光学薄膜为三乙酸纤维素薄膜。

5.一种光学薄膜，所述光学薄膜由如下步骤制造：将浓液自浇铸模具的前端挤出并浇铸于正在移动的浇铸带上，所述浓液在形成自我支撑性之后将其自所述浇铸带剥离，将经剥离的薄膜进行干燥，将所述薄膜的两侧端部赋予滚花，将所述薄膜进行切边加工，所述光学薄膜的特征在于：

当将自薄膜宽度方向的左右端部算起3mm的部位的厚度的平均值设为Ts mm，将自所述薄膜宽度方向的一端算起的位置设为x mm，将所述薄膜宽度设为W mm，将在所述薄膜两端经滚花加工而成的滚花的高度设为R mm时，将作为它们的函数而表示的薄膜厚度目标值TM(x)mm设为下式，即，

<mrow> <mi>T</mi> <mi>M</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mi>R</mi> </mrow> <mrow> <mn>5</mn> <msup> <mi>W</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <mfrac> <mi>w</mi> <mn>2</mn> </mfrac> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>+</mo> <mfrac> <mi>R</mi> <mn>10</mn> </mfrac> <mo>,</mo> </mrow>

沿所述薄膜宽度方向每隔0.5mm对所制成的薄膜进行测定，将对其测定值进行绘图而连成的函数设为T(x)mm，

以使T(x)处于TM(x)的(100±0.8)％的方式而对厚度分布进行调整。